高精度多路信号采集

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1、多通道数据采集检测系统班级：090419成员:顿新虎、冯超、蔡莉媛指导老师：李翰山一、方案的设计1.1系统框图如图所示二、传感器的选择2.1温度传感器集成温度传感器AD590是美国模拟器件公司生产的集成两端感温电流源。AD590是电流型温度传感器，通过对电流的测量可得到所需要的温度值。2.1.1温度传感器主要特性流过器件的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：Ir/T=1，式中，Ir—流过器件(AD590)的电流，单位为μA；T—热力学温度，单位为K；AD590的测温范围为-55℃~+150℃；AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44

2、V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；输出电阻为710mΩ；精度高，AD590在-55℃~+150℃范围内，非线性误差仅为±0.3℃。2.1.2AD590的工作原理AD590温度感测器是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。其规格如下：温度每增加1℃，它会增加1μA输出电流。可量测范围-55℃至150℃。供应电压范围+4V至30V。AD590的接脚图及零件符号如图2.2所示：图2.2AD590的接脚图及零件符号AD590的输出电流是以绝对温度零度(-273℃)为基准，每增加1℃，它会增加1μA输出电流，因此在室温25℃时，其输出电

3、流Io=(273+25)=298μA。Vo的值为Io乘上10K，以室温25℃而言，输出值为2.98V(10K×298μA)。量测Vo时，不可分出任何电流，否则量测值会不准。2.1.3电路设计AD590的输出电流I=(273+T)μA(T为摄氏温度)，因此量测的电压V为(273+T)μA×10K=(2.73+T/100)V。为了将电压量测出来又需使输出电流I不分流出来，我们使用电压追随器其输出电压V2等于输入电压V。2.2湿度传感器本设计中采用相对湿度传感器HIH-3610。HIH-3610是美国Honeywell公司生产的相对湿度传感器，该传感器采用热固聚酯电容

4、式传感头，同时在内部集成了信号处理功能电路，因此该传感器可完成将相对湿度值变换成电容值，再将电容值转换成线性电压输出的任务，同时该传感器还具有精度高、响应快、高稳定性、低温漂、抗化学腐蚀性能强及互换性好等优点。2.2.1主要特性（1）热固性聚合物电容传感器，带集成信号处理电路；（2）3针可焊塑封；（3）宽量程：0~100%RH非凝结，宽工作温度范围–40~85℃；（4）高精度：±2%RH，极好的线形输出；（5）5VDC恒压供电，0.8-3.9VDC放大线形电压输出；（6）低功耗设计200µA驱动电流；（7）激光修正互换性；（8）快速响应5秒慢流动的空气中；（9）

5、稳定性好,低温飘,抗化学腐蚀性能。图2.5HIH-3610电压与湿度特性曲线测量范围/(%RH)测量精度/(%RH)电源电压/V电源电流μA输出范围或输出形式工作温度范围/℃主要特点0~100+2/-24~5.82000.8V~3.9V-40~+85线性电压输出线，性能最好，抗污染能力最强表1HIH-3610主要技术指标由输出电压与相对湿度关系曲线可得出如下结论：（1）HIH-3610在供电电压为5V时，其消耗电流仅为200μA，故HIH-3610湿度传感器对电源没有功率方面的要求，为低功耗产品的设计提供更好的解决方案。（2）HIH-3610输出电压为：Vo=V

6、i[0.0062RH0+0.16]（公式1）即输出电压Vo不仅正比于温度测量值，且与电源电压值Vi有关，若Vi固定为5V，则其值仅由相对温度值决定。（3）HIH-3610测量的湿度值还与环境温度有关，故应进行温度补偿，补偿公式为：RH=RH0/(1.0546-0.00216T)（公式2）式中：T为环境摄氏温度值。利用HIH-3610的线性电压输出可直接输入到控制器或其他装置。一般仅需取出200μA电流，HIH-3610系列测湿传感器就能理想地用于低引出、电池供电系统。HIH-3610系列测湿传感器作为一个低成本、可软焊的单个直插式组建（SIP）提供仪表测量质量的

7、相对湿度（RH）传感性能。RH传感器可用在二引线间有间距的配量中，它是一个热固塑料型电容传感元件，其芯片内具有信号处理功能。传感元件的多层结构对应用环境的不利因素，诸如潮湿、灰尘、污垢、油类和环境中常见的化学品具有最佳的抗力。2.2.2湿度信号采集的设计湿度的检测方法，一般采用湿敏元件检测，分为湿敏电阻和湿敏电容两种情况。基于本次设计，采用了HIH-3610相对湿度传感器它是一种热固聚脂电容式传感器。采集到的湿度信号再配以进行适当的放大，经过A/D转换送至单片机。实现湿度的显示与控制。电路连接图如图所示。其湿度传感器用一个电解电容代替。2.3气压传感器2.3.1

8、TTP501原理介绍